动车组网络系统的任务
动车组网络控制系统及其技术分析
动车组网络控制系统及其技术分析摘要：动车组网络控制系统(TCMS)系统是一列车的神经中枢，负责完成与各个子系统之间的数据传输、逻辑控制、故障诊断等工作，是一列车能够安全运行的保障。
现在世界各国轨道交通行业中，TCN网络无论是在动车组、地铁还是轻轨，都得到了广泛的应用。
关键词：动车组；网络控制系统；技术前言迄今为止，我国铁路已经经历了6次大提速，列车运行速度不断加快，不仅方便了人们的出行，同时也进一步加深了我国各地区之间的联系。
列车运行的基础是安全，尤其是在当前列车运行速度进一步提升的隋况下，安全是重中之重。
网络控制系统作为整个动车组的中枢神经，是动车组平稳安全运行的重要保障。
1网络控制系统CR400BF动车组通信网络由WTB(列车总线)与MVB(多功能车辆总线)构成，属于2级通信网络，二者的数据传输速率略有差异。
动车组网络控制系统的基本构成为：中央控制单元、输入输出模块、无线传输装置、司机显示屏、、MVB中继器、网关、牵引控制装置、制动控制装置、空调控制装置、辅助变流器装置、旅客信息系统、车门控制装置以及充电机控制装置。
2动车组网络控制系统关键技术2.1以太网通信网络控制技术动车组采用以太网作为数据传输总线，总线通信控制方案同样采用传统网络的两级总线架构，分为列车级总线和车辆级总线，并由最小的可配置编组单元通过列车级以太网线级联构成整个列车通信网络。
实现不同的最小可编组单元的级联，为列车快速地建立起一个高可靠性的灵活可配置的控制网络，提高传输列车控制信息的实时性，确保列车的正常运行；车辆级总线采用线性拓扑结构，传输速率为100Mbit／s，使用TRDP协议进行封装传输，符合IEC61375—3—4标准。
最小可编组单元设有ECN，其中ECN可以根据可配置编组单元内含有的车辆数灵活增加，通过ECN级联，实现可配置编组单元内子系统与网络控制系统的建列车级以太网车辆级以太网车辆控制器数据采集模块远程数据传输装置通信，实现以太网数据交换。
动车组网络控制系统-CRH1型车网络控制系统
DCB 0912A有一个MVB通信接口，两个电绝缘 的RS485串行通信信道，其中一个可以被用作全 双工或半双工，另外一个为半双工。
DCB 0911B有双重MVB功能，即它有两个电绝 缘的MVB通信接口。
车辆控制单元(TC-CCU)，是主计算机，监控列车全部功能，几乎 监控所有的其它系统如空调、制动器、车门、车灯等等。
•GPS分配器 GPS双通道分配器被使用于分发一个GPS天线信号到两个
GPS接收器。频率在1-2 GHz之间。GPS分配器如下图所示。
•WTD主机 WTD主机（内部集成交换机）
：从TCMS和EOAS收集列车数据 ，并向EOAS系统传送车辆信息 。内部集成交换机功能，可至少 扩展一路以太网接口。WTD主机 的外形如图所示：
•GPS接收器 GPS接收器的坚固的外壳中包 括DG16 接收器板，宽幅电源 ，备用电池（用于内存）。可 以接收9 至 36VDC的输入电压 ，一般功率大约为2.2 watts。 GPS接收器的外形图如图
•GPS天线 GPS天线要求安装在车顶
上，接收来自GPS卫星发 出的无线电信号，然后传 输给GPS接收器，频率在 900-1800MHz之间。 GPS天线的外形如图所示 。
3、IDU智能显示单元
智能显示单元 (IDU)为彩色触摸显示屏，作为人-机界面 （HMI）用以进行事件显示和车辆监控。IDU可由司机、 乘务人员和维护人员以不同的身份登录，支持如下功能： 在显示屏上进行监控和查看； 集中显示列车的不同部位； 代替老式司机操作台上的许多显示与控制； 显示列车系统状态、故障和事件信息；
7、通讯控制器COMC
通信控制器COMC可以实现MVB与RS-485、RS-232总线 之间的通信转换。对于没有MVB接口的系统：例如PIS系 统、火灾探测系统等，它们只有RS-485、RS-232等接口， 因此不能直接挂在MVB总线上，COMC能将这些接口信号 转换成MVB接口形式。设备的上部有一个MVB 总线连接 器（9针D型插座），下部的连接器用于供电电源、地址编 码和外部串行通信连接及与服务电脑的连接接口。
动车组网络控制系统及其技术分析
动车组网络控制系统及其技术分析摘要：动车组网络控制系统(TCMS)主要利用车载计算机网络对列车进行监控，通过贯穿列车运行的总线传输信息，能够对列车运行和车载设备进行实时监控和集中管理，实现车辆逻辑控制、状态监测和故障诊断等功能，确保列车安全稳定运行。
在设备出现故障的情况下，网络控制系统可以为司机和乘务人员提供方便有效的引导，记录和分析相关数据，为设备维护和旅客服务提供支持。
关键词：动车组；网络控制系统；多网融合；轨道交通技术；动车组的网络控制系统相当于人的大脑和神经，它在保证列车的行车安全、可靠性、舒适性方面具有至关重要的作用；为了给相关产品的网络控制系统设计提供借鉴，通过梳理中车已有典型动车组产品的网络控制系统，提取共性特征，总结归纳了动车组网络控制系统的组成、系统功能、拓扑功能、主要参数等内容；同时，乘客需求的提升以及轨道交通装备技术的不断升级，对动车组在速度、舒适性、智能化等方面提出了更高要求，为了明确动车组列车网络控制系统的发展方向，通过查询专利文献等途径，得出动车组网络控制系统新技术研究多集中在多网融合、列车冗余优化设计、列车自动驾驶、无线通信等方向，可以为轨道交通技术特别是网络控制系统技术的相关研究提供参考。
一、动车组网络控制系统功能1.通信功能。
动车组网络采用符合IEC61375标准的列车通讯网络，采用列车总线和车辆总线两级总线。
列车总线为WTB总线，用于传输各牵引单元间的信息。
车辆总线为MVB总线和CAN总线，用于连接一个牵引单元内的设备，实现设备的控制、监视和故障诊断功能。
该系统能够实现网络通信协议，为网络上的车载设备提供实时、确定的信息交互通道，保证网络上设备通信正常。
２．控制功能。
基于网络通信功能，完成对包括牵引系统、辅助系统、制动系统、空调系统等在内的列车控制。
网络控制系统具备对牵引系统的控制功能与接口，能够传输牵引系统控制指令，并监视牵引系统工作状态，能够实现对牵引设备的隔离和恢复。
动车组网络控制系统及技术分析
动车组网络控制系统及技术分析摘要：网络控制系统是列车安全运行的中枢，既能够提高动车的安全性能，也能为乘客提供更加舒适的乘车服务。
本文针对动车组控制系统的构成体系、模块功能、发展前景等方面进行了分析研究。
关键词：网络控制系统；功能分类；技术发展方向引言：动车组的网络控制系统包含控制、监控、诊断等多项功能。
它能对各个子系统进行实时控制，也能实时监控系统和设备运行情况，及时分析处理、记录存储故障数据。
网络控制系统依靠网络传输数据信息，保证了信息传递的及时性、安全性。
一、车组网络控制系统的构成目前的动车组网络控制系统主要由主处理单元、TCN网关、远程模块、监视器及高压控制单元等部分组成。
主处理单元具有控制车辆运行、实时监测动车情况、诊断分析故障原因等功能，主处理单元也是动车上网络控制系统的子系统进行交流通信、数据交互的媒介。
在日常使用时，通常按照连接动车总线的不同将主处理单元分为牵引类和舒适类。
牵引类主处理单元通过与MVB信号线和MVB牵引线连接，从而控制、监测、诊断与运行相关的动车系统。
舒适类主处理单元连接到MVB信号线、MVB舒适线和CAN总线，实现对空调等与运行无关的辅助系统的控制、维护和管理。
TCN网关通常有两个接口，是动车总线与车辆总线之间信息交互的桥梁，并随时为动车提供可靠的网络通信，保证数据合理分配。
目前列车总线和车辆总线之间的信息传输有TCN和UIC两类标准。
TCN网关既是车辆总线的仲裁设备，从WTB总线角度看，也是一个可以配置为主或者从的节点。
远程模块主要用来收集列车的各类数字数据和模拟信号，同时可以实现对信号的输入和输出，并将收集的信号与变量按照通讯协议的要求，传输到主处理单元。
动车工作人员可以根据动车运行中的实际需求配置该模块的功能。
监视器也是显示屏，通常配置有Windows XP Embedded操作系统，可以实时监控列车上各类子系统的状态和列车运行过程中的数据信息，并将监测到的信息及时存储。
动车组网络控制系统-CRH5型动车组网络控制系统
三、RIOM冗余性
为实现冗余功能，RIOM的输出继电器以并联连接。 当一个输出出现故障时，其继电器将被释放。相应功能由冗余 RIOM的输出保证。 最坏的情况可能是当电源故障或MVB接口故障时，在这种情况下， 该RIOM的所有输出继电器均会被释放。同样在这种情况下相应 功能也由冗余RIOM的输出保证。
CRH5型动车组网络控制系统分为WTB（列车总线）和MVB（多功 能车辆总线）两级总线，而MVB总线根据功能性又分为MVB-A信号 总线、MVB-B牵引总线和MVB-C服务设施总线，实现与牵引、制动 、空调、塞拉门等各个子系统之间的通信，另外，在车辆级总线中还 应用CAN总线执行与充电机、卫生间和热轴检测等子系统的通信。
监视器的信息。本车监视器不设冗余。
五、中继器冗余性
只有一个启用，而另一个处于待机模式，并且 可在已启用的一个发生故障时立即自动开启。
六、系统复位程序
尽管系统可以自动地处理大量的故障，但是仍有些故障不 能自动处理，这时可通过使用司机室内的复位按钮对整个 系统进行复位操作。
七、故障对策
TCMS（列车网络控制系统）均有故障自诊断、保存故障信息、 必要的故障自排除及重要故障信息传送到司机监视器和本地监视 器的功能。 通过显示器，乘务员获得与各种列车设备状态相关的信息，并能 通过预置的列表手动排除故障。 可根据故障性质对其实施分类管理，并在司机和/或显示器上提 供必要的故障处理。
每半列车上有三条车辆总线，根据与之相连接的设备执行的宏功能 进行识别：
MVB-A信号线(总线管理程序MPU-LT， MPU-LT冗余) MVB-B牵引线(总线管理程序MPU-LT， MPU-LT冗余) MVB-C舒适线(总线管理程序MPU-LC， MPU-LC冗余) 每条多功能车辆总线上至少有2个总线管理程序。
CRH5型动车组网络控制系统TCMS功能浅析
CRH5型动车组网络控制系统TCMS功能浅析发布时间：2021-06-30T08:24:41.082Z 来源：《中国科技人才》2021年第10期作者：韩东宁罗昭强张德龙陈政良[导读] 动车组列车总线（WTB）能够实现各个中央控制单元间传递列车级数据及实现数据交换；多功能车辆总线通过总线管理器或I/O接口与各子系统连接，传递过程数据、消息数据等，控制各子系统执行相应的功能。
长春客车股份有限公司高速动车组制造中心吉林长春 130062摘要：CRH5动车组的列车网络控制系统由网关GW、微处理器单元MPU、远程输入输出模块RIOM、中继器REP、TS/TD/LT监视器等硬件构成。
列车网络控制系统分为列车总线WTB和多功能车辆总线MVB两级总线，而MVB总线根据功能性又分为MVB-A信号总线、MVB-B牵引总线和MVB-C服务设施总线，实现与牵引、制动、空调、塞拉门等各个子系统之间的通信，。
关键词：中央控制单元；网关；RIOM；WTB；MVB引言：动车组列车总线（WTB）能够实现各个中央控制单元间传递列车级数据及实现数据交换；多功能车辆总线通过总线管理器或I/O接口与各子系统连接，传递过程数据、消息数据等，控制各子系统执行相应的功能。
一、概述CRH5动车组根据功能性将列车分为两个牵引单元，每个单元包括4节车辆，前一个牵引单元由Mc2、M2S、TP、M2车构成，后半个牵引单元由T2、TPB、MH、Mc1车构成。
列车网络控制系统TCMS将两个冗余的UIC网关分别应用于两个牵引单元。
其中列车总线（WTB）能够实现各个中央控制单元间传递列车级数据及实现数据交换；多功能车辆总线通过总线管理器或I/O接口与各子系统连接，传递过程数据、消息数据等，控制各子系统执行相应的功能。
1.WTB列车总线WTB在给定时间内由单一主设备控制。
在主设备控制下，WTB周期性广播用于诸如牵引、控制列车的过程数据。
它也按需求传送可能较长但不太紧急的用于旅客信息、列车诊断和维护的消息数据。
动车组网络系统及故障分析
动车组网络系统及故障分析摘要：高速列车为保证旅客乘车的安全与舒适，需对车辆的各种设备进行可靠地控制、监测和诊断而列车网络系统是一种面向控制、连接车载设备的数据通信系统，是分布式列车控制系统的核心，其集列车控制系统、故障检测与诊断系统以及旅客信息服务系统于一体，通过网络实现列车各个系统之间的信息交换，最终达到对车载设备的集散式监视、控制和管理目的。
本文着重介绍了列车网络系统的结构组成、工作原理以及典型故障的分析和处理方法。
关键词：动车组列车总线(WTB) 车辆总线（MVB) 通信以太网一、系统概述列车网络控制系统用于动车组的列车级和车辆级的网络数据传输，并能够实现整车的逻辑控制、故障诊断和状态显示，提供调试和维护帮助。
1.网络控制系统采用两级总线列车总线为WTB总线，车辆总线为MVB总线，列车级和车辆级数据转换采用WTB/MVB 网关。
WTB总线物理上采用两根互为冗余的双绞线，传输速率为1Mbit/s，两个牵引单元之间通过WTB总线和冗余的网关连接，通过网关与本单元的MVB总线相连进行数据交换。
MVB总线的传输介质为EMD，物理层上采用两对冗余的双绞线总线结构，MVB总线的传输速率为1.5Mbit/s二、列车的通讯与控制1.中央控制单元中央控制单元主要由网关、CPU处理板卡、IOM管理板卡、MVB通讯板卡、数字输入输出板卡、电源板卡、冷却风扇、机箱等组成。
同时扩展可实现网侧电流、变压器差分电流、网压、蓄电池电压等模拟量采集功能。
可实现WTB/MVB/ETH的通讯功能。
中央控制单元在通用CPCI总线的技术上加入本控制单元特有的信号，实现了扩展性的CPCI总线技术；除此之外，在背板上还包含数字和模拟信号；具有MVB、以太网接口。
2.高压控制单元本高压控制单元主要由CPU处理板卡、IOM管理板卡、MVB通讯板卡、数字输入输出模块、模拟量输入输出板卡、电源板卡、冷却风扇、机箱等组成；主要实现高压系统数字量输入输出监视与控制、网侧电流、网压、变压器差分电流、变压器油流出入温度、蓄电池电压等模拟量采集功能。
CRH5型动车组列车网络控制系统
动车组运行故障信息远程智能分析判断系统<TIDS）研究与实践ooo列车网络控制系统采购意向主要简介CRH5型动车组列车网络控制系统<TCMS）可实现列车牵引、制动、供电、空调、门控、转向架等子系统和设备的实时监视和控制，并能自动识别列车编组。
支持列车实时诊断技术，可实现车地间的数据交换。
结合地面专家系统能对车载设备应用情况进行统计分析，提高维护作业效率，优化车辆布线，有利于减轻车辆自重。
b5E2RGbCAP动车组运行故障信息远程智能分析判断系统<TIDS）技术评审鉴定意见2018年12月19日，郑州铁路局科委组织专家对郑州铁路局车辆处和北京康拓红外技术股份有限公司合作研制的动车组运行故障信息远程智能分析判断系统<TIDS）进行了技术评审。
鉴定委员会审查了该系统的研制报告、技术报告、测试报告、运用报告，并对安装在郑州车辆段CRH5型动车组上的TIDS设备样机进行了现场测试。
经鉴定委员会讨论，形成以下评审意见：p1EanqFDPw1、该系统由车载终端设备和地面数据中心两部分构成，可采集动车组运行信息，并利用无线GPRS模块，远程传输至地面数据中心，终端软件通过对采集数据进行分析、判断，实现数据智能处理、自动报警等功能。
DXDiTa9E3d2、 TIDS车载终端设备实行模块化设计，机械设计合理，便于安装拆卸，应用方便，易于维护。
3、 TIDS系统软件可对动车组运行故障数据进行分类存储、智能分析、判断、报警，可实现动车组运行状态信息和故障信息的实时显示，并自动生成各类报表，系统软件设计易于数据挖掘研究和历史数据管理。
RTCrpUDGiT综上，TIDS系统采用GPRS和Internet网络技术，实现CRH5型动车组运行数据传输的及时性、准确性、完整性，可有效提高动车组运用故障的处置效率。
该系统设计合理，功能符合现场需要，技术达到国内先进水平，填补了CRH5型动车组远程数据传输监控的空白。
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概述-系统功能
列车控制及监视系统（TCMS）主要用于实现重要设备的管理、运
行信息采集、运行状态的监视和故障诊断，并为司机或机械师提供故
障处理指南，为检修维护提供数据支持，保证列车安全可 Nhomakorabea的运行。
牵引、空调控制等
传输牵引、制动车门 系统的关键数据到地
面
编码解码
列车控制
HMI显示与 列车运行、故障状 操作 态显示，参数设定
VCU热备冗余，硬 线作为网络备份等
冗余功能
TCMS实现功能
状态监测 各连网子系统状态
存储下载状态、故 数据存储与
障数据，方便维护
下载
故障诊断 各连网子系统故 障诊断
2
概述-系统配置
TCMS
列车中央控 事件记录仪 远程输入输 人机接口单 以太网交换 必要的总线
制单元VCU
ERM
出模块RIOM
元HMI
ESW为各系统提供以太网通信接口，提供二层交换、三层交换、以 太网中继等功能。
3
机ESW
连接器
VCU具有本动力单元车辆网络的管理功能，具有对列车级总线和车 辆级总线管理及设备通信状态的诊断功能，中央控制单元具有对本 动力单元或动车组的控制、监视和诊断功能。
ERM实现列车数据信息存储、转存功能。一般会与VCU集成在一起。
RIOM实现数字量信号采集、控制，模拟量信号采集。
HMI主要作用为：显示列车的速度、网压、环路状态、制动系统状 态等列车运行状态信息；完成列车故障显示和记录；实现车辆编组 编号等参数设置。